РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДВУХКОНТУРНОЙ ГЕЛИОУСТАНОВКИ С ТЕРМОСИФОННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

Рашид Абдыгаравович Омаров, Мурат Меркебекович Кунелбаев, Даурен Рашидович Омаров

Аннотация


В данной работе предлагаются результаты исследований двухконтурной гелиоустановки с термосифонной циркуляцией в зимний период времени. Тепловой насос интегрирован с обычной системой солнечного отопления, в которой температура собранного тепла снижается с 20 до 30 °C, чтобы повысить эффективность сбора солнечной энергии. Низкотемпературное тепло, собираемое солнечным коллектором, модернизируется с помощью теплового насоса для выработки высокотемпературного тепла для обогрева помещений зимой и технологического пара низкого давления для промышленного применения в другие сезоны. Результаты показывают, что КПД солнечного коллектора увеличился на 30,5 %, его годовое эффективное время работы достигло 2000 ч, что примерно в четыре раза больше, чем у обычной системы солнечного отопления. Для сравнительной оценки эффективности двух вариантов испытания проводятся в одинаковых климатических условиях, в течение одного дня, в период с 12 до 15 ч, когда температура воздуха и интенсивность солнечной радиации наиболее стабильны.


Ключевые слова


солнечная энергия; плоский солнечный коллектор; тепловой насос; термосифонная циркуляция

Полный текст:

PDF

Литература


Aggarwal V., Meena C.S., Kumar A., Alam T., Kumar A., Ghosh A., Ghosh A. Potential and future prospects of geothermal energy in space conditioning of buildings. India and worldwide review. Sustainability, 2020, vol. 12, p. 8428. DOI: 10.3390/su12208428

Agarwal N., Meena C.S., Raj B.P., Saini L., Kumar A., Gopalakrishnan N., Kumar A., Balam N.B., Alam T., Kapoor N.R., et al. Indoor Air Quality Improvement in COVID-19 Pandemic: Review. Sustain. Cities Soc., 2021, vol. 70, p. 102942. DOI: 10.1016/j.scs.2021.102942

Zeng R., Wang X., Di H., Jiang F., Zhang Y. New concepts and approach for developing energy efficient buildings: Ideal specific heat for building internal thermal mass. Energy Build, 2011, vol. 43, pp. 1081–1090. DOI: 10.1016/j.enbuild.2010.08.035

Bellos E., Tzivanidis, C., Moschos K., Antonopoulos K.A. Energetic and financial evaluation of solar assisted heat pump space heating systems. Energy Convers. Manag, 2016, vol. 120, pp. 306–319. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.05.004

Huang Y., Niu J., Chung T. Study on performance of energy-efficient retrofitting measures on commercial building external walls in cooling-dominant cities. Appl. Energy, 2013, vol. 103, pp. 97–108. DOI: 10.1016/j.apenergy.2012.09.003

Tzivanidis C., Bellos E., Mitsopoulos G., Antonopoulos K.A., Delis A. Energetic and financial evaluation of a solar assisted heat pump heating system with other usual heating systems in Athens. Appl. Therm. Eng., 2016, vol. 106, pp. 87–97. DOI: 10.1016/j.apenergy.2012.09.003

Nozik A.J. Photoelectrochemistry: Applications to Solar Energy Conversion. Ann. Rev. Phys. Chem., 2003, vol. 29, pp. 189–222. DOI: 10.1146/annurev.pc.29.100178.001201

Lewis N.S. Toward cost-effective solar energy use. Science, 2007, vol. 315, pp. 798–801. DOI: 10.1126/science.1137014

Li B., Wang R., Zhai X. Integration of Solar Systems with Heat Pumps and Other Technologies. In Handbook of Energy Systems in Green Buildings. Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2017, pp. 1372–1407.

Tagliafico L.A., Scarpa F., Valsuani F. Direct Expansion Solar-Assisted Heat Pumps – A Clean Steady State Approach for Overall Performance Analysis. Appl. Therm. Eng., 2014, vol. 66, pp. 216–226. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2014.02.016

Alam T., Meena C.S., Balam N.B., Kumar A., Cozzolino R. Thermo-Hydraulic Performance Characteristics and Optimization of Protrusion Rib Roughness in Solar Air Heater. Energies, 2021, vol. 14, p. 3159. DOI: 10.3390/en14113159

Amirgaliyev Y., Kunelbayev M., Amirgaliyev B., Kalizhanova A., Kozbakova A., Merembayev T., Dassibekov A. Mathematical justification of thermosyphon effect main parameters for solar heating system.

Cogent Engineering, 2020, vol. 7, p. 1851629. DOI: 10.1080/23311916.2020.1851629

Amirgaliyev Y., Kunelbayev M., Amirgaliyev B., Sundetov T., Yedilkhan D., Merembayev T. Development and Research of the Control Algorithm and Software of Solar Controller for Double-Circuit Solar Collectors with Thermosiphon Circulation. 2019 International Conference on Power Generation Systems and Renewable Energy Technologies (PGSRET). DOI: 10.1109/pgsret.2019.8882650

Пат. 2018/0209.1 Республика Казахстан. Двухконтурная гелиоустановка с термосифонной циркуляцией / Е.Н. Амиргалиев, М.М. Кунелбаев, О.А. Ауелбеков, Н.С. Катаев, А.У. Калижанова, А.Х. Козбакова; заявитель и патентообладатель Е.Н. Амиргалиев, М.М. Кунелбаев, О.А. Ауелбеков, Н.С. Катаев, А.У. Калижанова, А.Х. Козбакова. № 33741; заявл. 04.04.2018; опубл. 02.07.2019. [Amirgaliyev Ye.N, Kunelbayev M.M, Auelbekov O.A, Katayev N.S, Kalizhanova A.U, Kozbakova A.Kh. Dvuchkonturnaya gelioustanovka s termosifonnoi sirkulyasieyi [Dual-circuit solar unit with thermosiphon circulation]. Patent RK, no. 33741, 2019.]

Omarov R., Omar D., Kunelbayev M., Abdygaliyeva S. Studies with the Heat Pump Compressor Auto Refrigerated. Iioab Journal, 2016, vol. 7, pp. 484–495.

Omarov R., Abdygaliyeva S., Omar D., Kunelbayev M. Integrated system for the use of solar energy in the animal farm. Scientia iranic, vol. 24, iss. 6, pp. 3213–3222. DOI: 10.24200/sci.2017.4358

Kunelbayev M.M. Numerical Simulations for Analyzing the Efficiency Parameters of a New Type of Flat-Plate Solar Collectors. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2020, vol. 20, no. 4, pp. 77–85. (in Russ.) DOI: 10.14529/power200409




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power210408

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.